江南科学网—《自然—方法学》：蛋白质结构分析新技术创测定速度纪录

据美国物理学家构造网7月20日报导，隶属在美国能源部的劳伦斯伯克利国度试验室的科学家开发出一种哄骗小角度X射线散射技能测定卵白质布局的新要领，年夜年夜提高了卵白质布局研究阐发的效率，使已往需要几年时间完成的事情仅需要几天便可完成，这将极年夜地促成布局基因组学的研究进程。布局基因组学是一门研究生物中所有卵白质布局的科学。经由过程对于卵白质布局的阐发，可大抵相识卵白质的功效。布局基因组学器重倏地、年夜量的卵白质布局测定，而倏地布局测定技能恰是该学科研究面对的一个瓶颈问题。今朝凡是使用的两种测定技能，X射线晶体衍射以及核磁共振质谱技能，虽然切确，但速率很慢，测定一个基因的卵白质布局，动辄就需要几年的时间。跟着新发明的卵白质及卵白质复合物愈来愈多，今朝的阐发速率远远不克不及满意研究的需要。为解决这个瓶颈问题，劳伦斯伯克利国度试验室的科学家们借助了该试验室的进步前辈光源（ALS）。他们应用一种称为小角度X射线散射（SAXS）的技能，对于处在天然状况下（如于溶液之中）的卵白质举行成像，其分辩率约莫为10埃米（1埃米等在1/10纳米），充足用来测定卵白质的三维布局。ASL孕育发生的强光可使试验所需质料减至起码，这使患上该技能可以用在险些所有生物份子的研究。为了最年夜限度提高测定速率，研究小组安装了一个主动装配，可主动使用移液器吸取卵白质样品到指定位置，以便当用X射线散射举行阐发研究。他们还使用美国能源部国度能源研究科学计较机中央（����APPNERSC）的超等计较资源举行数据阐发。哄骗这一体系，研究小组取患了惊人的研究效率，于1个月内阐发测定了火球菌的40组卵白质布局。假如使用X射线晶体衍射技能，这可能需要花几年时间。同时，他们所获取的信息十分周全，涵盖了溶液中年夜部门卵白质样本的布局信息。比拟在于布局基因组学启动规划中使用核磁共振以及晶体衍射技能仅能获取15%的信息量来讲，这是十分伟大的前进。高通量卵白质布局阐发有助在加速生物燃料的研究程序，帮忙解读极度微生物于顽劣情况中的繁荣之谜，更好地舆解卵白质的功效。研究小组之以是起首选择火球菌举行试验阐发，就是由于它可用来出产清洁能源 氢。同时，于很多工业流程中城市呈现高酸高热的情况状况，而这恰是火球菌喜欢的保存情况。但这类技能也有有余的地方，寻求速率会形成一种掉衡，使成像品质响应打了扣头。与X射线晶体衍射成像的超高分辩率比拟，小角度X射线散射成像的分辩率比力低，约莫是10埃米。但这其实不故障该技能的运用远景，由于其实不是所有的研究都需要超高精度成像。对于在布局基因组学研究来讲，有时只有知道一种卵白质与另外一种卵白质具备相似的布局，就能够相识其功效。并且，小角度X射线散射技能可以或许提供溶液中卵白质外形、布局及组织变迁等方面的切确信息，足以填补其于成像精度方面的有余。该研究结果登载于7月20日《天然 要领学》杂志收集版上，美国斯克利普斯研究所以及乔治亚州年夜学的科学家亦介入了该项研究。美国物理学家构造网相干报导（英文）《天然 要领学》杂志揭晓论文择要（英文）/江南